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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CCD-Array zum Einscannen eines Lochstreifens


Autor: Sven Schmidt (Gast)
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Hallo liebe Elektronikfreunde :O)

ich bin auf der Suche nach einem linear angeordneten CCD-Sensor. Dieser 
soll von einer gleichmäßigen Lichtquelle beleuchtet werden und zwischen 
Lichtquelle und Sensor läuft ein Papierstreifen entlang, zum Beispiel 
ein Lochstreifen, welcher eingescannt werden soll(also nur anhand der 
Durchleuchtung der Löcher).
Der einzuscannende Bereich soll mindestens 3cm breit sein und ich 
benötige eine Auflösung von mindestens 1mm pro Punkt, also 30 Bildpunkte 
über die Breite von 3cm. Die Geschwindigkeit, mit der der Papierstreifen 
am Sensor vorbeigezogen wird, muss mindestens 2m/s betragen, also 
mindestens 2000 Pixelzeilen pro Sekunde, um auch hier die Auflösung von 
1 Punkt/mm zu erreichen.
Hat jemand eine Idee, bzw. eine Empfehlung, welche Hardware man 
verwenden könnte und einen Ansatz, wie man die Daten am besten mit einem 
Mikrocontroller verarbeiten könnte?

Beste Grüße,

Sven

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Du willst also was anderes als einen echten Lochstreifen einlesen, denn 
der ließe sich mit ein paar simplen Photodioden o.ä. einlesen.
Eine pro Lochreihe (also vermutlich acht) und noch eine für das 
Synchronsignal (feinere Lochreihe). Und natürlich gegenüber den 
Photodioden irgendeine Lichtquelle.

Ist da ein CCD-Sensor nicht vielleicht etwas Overkill? Bedenke, daß 
auch noch irgendwas die vom CCD-Sensor gelieferten Daten auswerten muss 
...

Was anstelle eines echten Lochstreifen ist's denn?

Autor: Sven Schmidt (Gast)
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Kann schon sein, dass ein CCD übertrieben für diesen Anwendungsfall ist, 
ich hab mit dieser Art von optischen Bauteilen auch keine Erfahrung, 
weder in der Anwendung, noch bezüglich der Spezifikationen verfügbarer 
Sensoren. Auf jeden Fall ist die erforderliche Mindestauflösung 
verpflichtend. Ließe sich das denn mit Photodioden erreichen? Die 
Verarbeitung der Daten ist in der Hinsicht erstmal nachrangig.
Ist auch nett gemeint, mir mögliche andere Vorschläge machen zu wollen, 
aber im Moment möchte ich nicht den realen Anwendungsfall nennen. Es ist 
eine Art Versuchsprojekt und ich will verhindern, möglicherweise 
raffiniertere Lösungsansätze als meinen zu erhalten, denn meinen Ansatz 
möchte ich so weiter verfolgen. ;-)

Autor: Drei Newton (3_newton)
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Also das mit Photodioden zu machen wird knapp. Du kannst doch aber eine 
Linse verwenden! Ansonsten geh mal zu 
http://www.w-r-e.de/shop/index.html und suche unter 
Elektronik-Sensorik-Spezialitäten optischer Sensoren nach dem TSL1401. 
Das ist ein ganz einfach anzusteuernder Zeilensensor. Das kriegst Du 
hin. Hat 128 Pixel mit 63um Pixelabstand. Braucht also auch eine Optik. 
Wenn Die das auch nicht reicht schick mir Deine Emailadresse und ich 
verkauf Dir für 5 Euro inkl. Porto ohne Gewährleistung oder Rücknahme 
einen hübschen großen S/W CCD für einen Kopierer. Der ist rattig schnell 
aber die Ansteuerung ist nicht trivial. Ich muss mal nachmessen, aber 
der dürfte so um die 4 cm lang sein und eine Auflösung von 4096 Pixeln 
haben. Taktrate sind einige Megahertz. Datenblattauszug und Datenblatt 
von Vergleichstyp gäbs dazu. Ansteuerung wie bei allen richtigen 
Sensoren CMOS und dann halt konvertieren zu 5V oder was auch immer.

Autor: Sven Schmidt (Gast)
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Danke, das war ein hilfreicher Hinweis. Ich habe mir allerdings den 
TSL3301 mit 102 Pixeln und integriertem AD-Wandler bestellt.
Mal schauen, ob ich damit alles so hinbekomme, wie ich mir das 
vorgestellt habe ;-)

Gruß, Sven

Autor: Jim (Gast)
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TSL3301: wo gibt es den denn?

Autor: Ottmar Weber (Gast)
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Ich denke, dass für die Verarbeitung der Array Daten mit einem 
Microcontroller das Photodioden Array TSL201R besser geeigent wäre. Der 
Analog Ausgang des Arrays an einen einfachen Analog Comparator mit 
einstellbarer Referenzspannung zum Abgleich der Empfindlichkeit zwischen 
Schwarz und Weiss anschliessen. Der Ausgang des Comparators kann dann 
direkt mit einem Input Pin des Microcontrollers verarbeitet werden. 
Dieser liefert auch das Clk und SI Signal über Standard Output Pin.
Das TSL3301 wird bei der hohen Abtastgeschwindigkeit in Verbindung mit 
der etwas ungewöhnlichen USART Ansteuerung Schwierigkeiten machen ( 
minimum 5 Clock Impulse nach dem Stop Bit ist ungewöhnlich... ).
Es müssen immerhin 2000 Lines / Sekunde abgetastet werden... Da nur die 
Löcher im Papierstreifen detektiert werden sollen braucht der Aufbau 
keine Graustufen Werte und ist mit dem TSL201R schneller und einfacher.

Gruß...Otti

Autor: Jim (Gast)
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Weiß vielleicht jemand anderes wo es die Dinger gibt?

Autor: Klaus (Gast)
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Dass der TSL3301 nur ca. 8,7 mm breiten Sichtbereich hat, ist aber wohl 
klar. Musst also 4 Stück von den Dingern versetzt anbringen, für 3cm.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Klaus (Gast)

>Dass der TSL3301 nur ca. 8,7 mm breiten Sichtbereich hat, ist aber wohl
>klar. Musst also 4 Stück von den Dingern versetzt anbringen, für 3cm.

Schon mal was von nem Objektiv gehört? Ein A4 Scanner hat auch keinen 20 
cm langen CCD!

MFG
Falk

Autor: Klaus (Gast)
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@Falk

Vielen Dank für Deine sehr freundlichen Hinweise.

Ja, ich habe schonmal von Objektiven gehört.
Bereits 1925 konnte man damit eine ganze Landschaft auf 24x36 mm² 
unterbringen.
Siehe http://www.lausch.com/leicaanfang.htm

Aber das ist Optik, damit kennen sicher Elektroniker ziemlich wenig aus 
(i.d.R). Auch kann man sowas nicht einfach von der Stange kaufen und es 
passt.
Sonst könnte man ja gleich den/die Lochstreifen von Sven Schmidt 
heutzutage abfotografieren bzw. "abfilmen" und daraus auswerten, sowas 
gibt's bestimmt schon irgendwo, für viel Geld.
Wobei, wenn's man recht überlegt, ein s/w Kameramodul, Framegrabber, 
OCR, das wär auchmal ein Projekt.

Für Falk sicher ein Klacks.

Autor: Roger Steiner (edge)
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@Klaus

> Aber das ist Optik, damit kennen sicher Elektroniker ziemlich wenig aus
> (i.d.R).

Tja, nur nutzt es dem Elektroniker nichts 4 CCDs nebeneinander zu 
kleben.
Da muss er halt schon etwas ueber seinen Tellerrand hinwegschauen, wenn 
er
dass selber realisieren will.

> Auch kann man sowas nicht einfach von der Stange kaufen und es
> passt.

http://www.edmundoptics.com/

Cheers, Roger

Autor: Jim (Gast)
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Ja ist ja alles toll, aber wo kauf ich die Dinger????

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